1、紅外遙控原理及應用一、紅外遙控漫談在講紅外遙控之前，首先講一講什么是紅外線。我們知道，人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.620.76m；紫光的波長范圍為0.380.46m。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控就是利用波長為0.761.5m之間的近紅外線來傳送控制信號的。 紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業設備中，在高壓、輻

2、射、有毒氣體、粉塵等環境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。二、紅外遙控系統常用的紅外遙控系統一般分發射和接收兩個部分。應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，如下圖所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。 紅外線遙控系統框圖 發射部分的主要元件為紅外發光二極管。它實際上是一只特殊的發光二極管；由于其內部材料不同于普通發光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發出的是紅外線而不是可見光。目前大量的使用的紅外發光二極管發出的紅外線波長為940nm左右。遙控器的基本組成如圖所示。它主要由形成遙控信號的微處理器芯

3、片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發光二極管以及鍵盤矩陣組成。注解：微處理器芯片IC1內部的振蕩器通過2、3腳與外部的振蕩晶體X組成一個高頻振蕩器，產生高頻振蕩 信號。此信號送入定時信號發生器后進行分頻產生正弦信號和定時脈沖信號。正弦信號送入編碼調 制器作為載波信號；定時脈沖信號送致掃描信號發生器、鍵控輸入編碼器和指令編碼器作為這些電 路的時間標準信號。IC1內部的掃描信號發生器產生五中不同時間的掃描脈沖信號，由59腳輸出送 至鍵盤矩陣電路。當按下某一鍵時，相應于該功能按鍵的控制信號分別由1014腳輸入到鍵控編碼 器，輸出相應功能的數碼信號。然后由指編碼器輸出指令碼信號，經過調制器調制在載波信號

4、上， 形成包含有功能信息的高頻脈沖串，由17腳輸出經過晶體管BG放大，推動紅外線發光二極管D發射 出脈沖調制信號 關聯：紅外接收頭的載波頻率/多路控制的紅外發射控制功能紅外接遙控的載波頻率1、為什么要有載波頻率 紅外遙控的部分使用最重要的是“紅外”但是一般環境下紅外的成分相當的普遍，最顯著的例子就是太陽光，太陽包含全波長范圍的光線，紅外的成分也是一個非常重要的組成部分；陰天的時候，由于云層較厚，可見光無法穿透云層，但是紅外的穿透能力較強，所以在陰天人們會感覺較熱，這就是因為紅外較強的緣故，同樣的例子還可以在黃昏時候感受到，黃昏時候可見光已經減弱，但是紅外的成分還是比較強；普通的照明燈來比較白炙

5、燈的紅外成分就大大高于日光燈。為了很好的減少環境紅外對使用產品的影響，就需要載波的定義。 另外經過載波的二次調制還可以提高發射效率，達到降低電源功耗的目的。2、載波頻率的確定 在制定遙控器（發射部分）的時候，接收頭的載波頻率已經由發射端的晶振/振蕩部分和定時信號發射器的分頻部分確定下來了。在對晶振進行整數分頻的時候一般分頻系數選12。舉例說明：最常見的38KHz載波頻率，實際是由發射端455KHz的晶振在由12分頻時候：455/12=37.9KHz38KHz最常見的40KHz載波頻率，實際是由發射端480KHz的晶振在由12分頻時候：480/12=40KHz多路控制的紅外遙控系統 普通的家用遙

6、控器實際上已經是多路控制紅外遙控系統。 多路控制的紅外發射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當發射端按下某一按鍵時，相應地接收端有不同地輸出狀態。接收端的輸出狀態大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數據脈沖、電平、自鎖、互鎖、數據五種形式。 “脈沖脈沖” 輸出是當按發射端按鍵時，接收端對應輸出端輸出一個“有效脈沖”。比如說跳臺、音量調節 等等； “電平電平” 輸出是指發射端按下鍵時，接收端對應輸出端輸出“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電 平”，可能是高、也可能是低，取決于相應輸出腳的靜態狀況，如靜態時為低，則“高”為有效； 如靜態時為高，則 “低”為有效。大多數情況下“高”為有

7、效。比如字幕，語言等等； “自鎖自鎖” 輸出是指發射端每按一次某一個鍵，接收端對應輸出端改變一次狀態，即原來為高電平變為低 電平，原來低電平變為高電平。此種輸出適合用作電源開關、靜音控制等。有時亦稱這種輸出 形式為“反相”。“互鎖互鎖” 輸出是指多個輸出互相清除，在同一時間內只有一個輸出有效。電視機的選臺就屬此種情況， 其他如調光、調速、音響的輸入選擇等。“數據數據” 輸出是指把一些發射鍵編上號碼，利用接收端的幾個輸出形成一個二進制數，來代表不同的按 鍵輸入。一般情況下，接收端除了幾位數據輸出外，還應有一位“數據有效”輸出端，以便以后適 時地來取數據。這種輸出形式一般用于與單片機或微機接口。比

8、如DVD的定時收看； 除以上輸出形式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發射端每次發的信號，接收端對應輸出予以“儲存”，直至收到新的信號為止；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。 當然這個部分主要是由解碼后單片機部分來進行分析處理，遙控器發射端只是需要發出各個按鍵的對應編碼即可。紅外線遙控接收器的作用是將接收到的紅外線遙控信號，經過放大、解調和整形后輸出功能指令信號，送至微處理器進行識別和處理。其實紅外線接收頭部分的功效可以簡單歸納為消除發射時候的載波波形也不失真的還原遙控器發射的指令，下面的圖非常明確的顯示了它的作用：接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實際應

9、用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。由于紅外發光二極管的發射功率一般都較小并且需要長距離動作，所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。接收器的基本組成如下圖所示，它是由一個紅外線光電二極管、前置放大器與解調電路 IC及外圍元件所組成。 遙控接收器的基本組成 注解：當紅外線接收管D接收到紅外線光照射時，所產生的電流經過IC的7腳送入放大器形成信號電壓。 ABLC（自動電平限制）電路用來限制輸入到放大器信號的電平幅度，防止過載；IC的3腳外接 的LC諧振回路可以設置頻率（為40KHz），

10、可將一定頻率誤差范圍之外的頻率 （為30KHz50KHz）范圍以為的干擾信號濾除，提高高頻信號的增益。放大后的高頻信號經限 幅后進入峰值檢波器，把已經調制的高頻信號重新還原為指令信號，再經過整形放大后由IC的1 腳送入微處理器進行處理。其他注意事項：1、載波頻率一般選用50占空比，也有選1/3或者1/4的但是不建議選1/4因為載波太短，功率就相對減弱很多容易收到干擾2、遙控器選用紅外線發射管由于用量大，功率要求低，常常離散性差異較大，直接導致遙控距離有差異3、遙控器故障a）電源故障 當遙控器發生故障時，應該首先檢查電源。一般遙控器都使用3V電源，用萬用表測量電壓在2.2V以下時，應該更換新電池。如果更換電池后還不能正常工作，就是其它電路的問題。b）鍵盤矩陣電路故障當發現一個或幾個按鍵不能使用時，可以判斷是鍵盤矩陣電路的問題。鍵盤是 由印刷電路板和導電橡膠組成。如果它們之間接觸不良，就會導致上述情況發生。 一般是有灰塵雜物，清除時可用無水酒精進行清洗，涼干后使用。c）微處理器集成電路故障 當集成電路內部發生故障時，內部的編碼脈沖信號沒有輸出，這時可以用示波器測量脈沖的輸出端。一般故障多